微铣削加工刀具刃口半径影响的有限元模拟

为了分析合金钢40CrNiMoA微铣削过程中刀具刃口半径对工件受力情况的影响,采用Johnson-Cook材料模型和断裂失效模型作为工件材料模型和失效准则,采用热力耦合平面应变杂交单元并使用自适应网格技术进行网格划分,刀具与工件间的摩擦采用修正的库仑定律,进行微细铣削加工非线性弹塑性有限元模拟。通过有限元分析,得到了在相同切削速度和每齿进给量条件下,不同刃口半径下的Mises应力、最大剪应力及静水压应力的分布情况,并对结果进行了比较分析;同时讨论了实际负前角,为实际加工提供了依据。     

基于Deform 3D的刀具切削刃钝圆半径的优化设计

运用Deform3D软件对考虑了刃口半径的切削过程进行了有限元仿真,分析了切削刃半径对加工过程对切削力和切削温度的影响.并对刀具应力及刀具磨损进行了分析,为刃口的优化设计提供了有力的依据.     

倒圆刃刀具切削温度有限元分析

通过对不同刀尖圆弧半径的倒圆刃刀具切削加工过程进行有限元建模与分析,发现刀尖附近的温度分布将随着刀尖圆弧半径的变化而发生改变;而随着圆弧半径的增加,刀具的最高温度以及切削区域的平均温度会随之提高。     

三角形刀片切削过程的有限元分析

通过对三角形车削刀片的切削过程进行有限元分析,获得到出不同切削用量对切削力、切削温度、刀片应力的影响。可据此选择合理的切削用量以延长刀具寿命。对比有限元模拟数据与切削试验数据,发现模拟值和试验值有合理的一致性。     

切削温度对微细切削加工影响的有限元分析研究

建立微细切削仿真模型,对二维正交切削加工过程进行了热力耦合有限元数值分析,采用有限元模拟与微细切削加工实验验证相结合的方式,深入研究了切削温度对微细切削加工的影响,揭示了在高速、大切厚加工条件下,随着切削厚度的减小,刀—屑接触区切削温度降低,增加了材料的截切强度,从而引起材料的强化,导致单位切削力显著增加。     

基于刀具跳动的环形铣刀切削厚度模型的切削力计算

数控铣削过程中,切削变形引起的瞬时切削厚度是影响铣削加工切削力建模的重要参数之一,针对环形铣刀的切削特点,在考虑刀具跳动的情况下,对真实刀刃轨迹运动进行分析。将微细铣削的加工过程用宏观铣削来表示,从而建立了基于宏观铣削过程中刀具跳动下精密加工的瞬时切削厚度。通过仿真模拟和切削力试验来预测切削力,预测结果和试验结果具有一致性,表明该模型可以更好的预测加工过程中的切削力。     

微切削加工的切屑变形及切削力

本文从分析微切削加工表面的形成机理入手,在考虑刀具钝圆半径存在的条件下,分析了切削表面的形成过程和微切削加工中切削变形系数,在理论上阐明了微切削加工中的切屑变形及切削力情况。在进一步实验的基础上,探明了微切削加工中,切削速度、进给量、切削深度、刀具材料及工件材料等影响切屑变形及切削力的因素。得出了微切削加工中的切屑变形系数要大于常规切削加工的切屑变形系数,减小刀具钝圆半径会减小刀具后刀面与工件的接触长度,并且会减小切削刃以下部分金属的变形,有利于获得高质量的加工表面的结论。     

基于刀具磨损映射关系的微细铣削力理论建模与试验研究

微细铣削加工过程中,刀具直径小且磨损较快,刀具磨损对微细铣削力有着明显的非线性影响,同时刀具跳动又对刀具每齿的磨损表现出不同的影响效应,这些影响因素会导致加工过程的不稳定性和精度.然而,目前缺乏考虑具有刀具跳动和磨损效应的通用微细铣削力模型,研究了刀具跳动与刀具每齿磨损量之间的变化规律,提出了一种同时包括刀具跳动和刀具...     

少无毛刺切削技术的研究进展

在系统概述国内外少无毛刺切削加工技术研究进展的基础上,根据机械加工实际需要,给出了主动控制或减小金属切削毛刺的基本原则,探索出少无毛刺的主要途径。此外,分析了几种切削加工技术的具体应用。指出了目前尚需解决的一些主要问题,确立了今后深入开展金属切削毛刺研究的方向。     

切点约束和探针针尖半径补偿的金刚石刀具刃口钝圆半径求解方法

本文对金刚石刀具刃口钝圆半径求解方法展开研究,以有效提升金刚石刀具刃口锋利度的测量精度。文中分析了原子力显微镜(AFM)扫描探针几何形貌对金刚石刀具刃口锋利度测量结果的影响,并提出了基于切点约束和AFM探针针尖半径补偿的刀具刃口钝圆半径求解方法;讨论了消噪滤波、测量角度误差以及切点分离方法对测量结果的影响;在高精度测量平台上完成了金刚石刀具刃口锋利度测量,并将被测量的刀具用于飞切加工KDP晶体。结果表明:提出的刃口钝圆半径求解方法能够准确求解金刚石刀具的刃口锋利度,测量结果能很好地描述金刚石刀具的刃口锋利程度,可以为金刚石超精密切削加工的选刀和用刀提供有效指导。     

金刚石车刀前角与切削刃钝圆半径对单晶硅加工表层质量的影响

在对单晶硅的超精密切削加工中,为了优化金刚石刀具参数以利于实现其塑性域切削,运用线弹性断裂力学和有限元法对在不同的刀具前角和切削刃钝圆半径下切削区域的应力场分布和微裂纹扩展规律进行了计算仿真研究,并在此基础上进行了单晶硅的金刚石切削试验以验证仿真分析。结果表明,采用前角范围为-15°～-25°的车刀进行切削有利于抑制原子级尺寸裂纹初步扩展成微裂纹,因此可以提高加工时的脆塑转变临界切深值,有利于实现塑性域切削;而且,切削刃钝圆半径越小加工时的微裂纹就越不易扩展,因此也就容易实现单晶硅的塑性域车削,得到高质量的金刚石切削加工表面。     

超精密切削时刀具切削刃的作用机理分析

分析了金刚石刀具切削刃的切削作用、脆性材料超精密切削时切屑形成机理；对金刚石刀具切削刃钝圆半径、切削厚度、切削角三者之间的关系进行了描述。结果表明：脆性材料可以实现塑性域超精密切削加工；控制切削参数可以加工出满足要求的表面粗糙度和表面波纹度，为生产实际提供可靠的工艺条件及技术参数。     

刻划光栅中刻划刀的刃口半径影响研究

刃口半径是金刚石刻划刀的重要参数之一,影响光栅的衍射效率、刻划刀的刻划深度及刻划力。本文利用计算公式分析刃口半径对衍射效率、刻划深度的影响;另外,利用有限元软件模拟光栅的刻划过程,得出不同刃口半径对刻划力的影响曲线,为正确选择刃口半径提供了理论依据。     

用原子力显微镜扫描测量金刚石刀具刃口半径

介绍了应用原子力显微镜（ＡＦＭ）扫描测量超精密加工用金刚石刀具刃口半径的方法,给出了测量图象和测量结果。该方法可提高金刚石刀具刃口半径的测量精度,对进一步分析刃口参数对超精密加工表面质量的影响具有一定指导意义。     

高铬铸铁的切削用量优化计算

在考虑刀具动态强度的条件下,利用有限元法对用复合陶瓷刀具加工高铬铸铁的切削用量进行了计算,为经济有效地加工高铬铸铁提供了理论依据。     

切削深度对超精密切削过程影响的有限元分析

基于大变形有限元理论和更新的拉格朗日方程式 ,建立了热耦合的平面应变正交切削有限元仿真模型。采用通用的商业非线性有限元软件 ,对无氧铜超精密切削加工过程进行了仿真 ,研究超精密切削过程中切削深度对切削力、残余应力、等效应力、等效应变和切削温度的影响。通过对超精密切削有限元仿真结果的分析 ,可以优选出合理的切削参数。     

刀尖圆弧半径对编制数控车床加工程序的影响

刀尖圆弧半径对数控车床加工零件的精度有很大影响,如果只按零件的加工形状编制加工程序,则有时零件不合格,特别是在加工带有锥面和圆弧的零件时,常常相差较大。本文介绍了在编制数控车床加工程序时如何弥补车刀圆弧半径对零件尺寸精度影响的方法。     

有限元法在切削加工过程分析中的应用

介绍了切削加工过程有限元分析的发展 ,研究了切削加工过程有限元分析的关键技术 ;在总结有限元法在切削加工分析方面的主要应用的基础上 ,展望了切削加工过程有限元分析的未来研究趋势。     

数控自动编程中刀具半径补偿的研究

介绍了数控自动编程中一种处理刀具半径补偿的算法,并提出了相应的程序实现过程,其对数控加工源程序进行编译处理能得到所需的刀具中心轨迹。     

铝合金7050-T7451直角切削表面的残余应力研究

采用单因素直角切削试验,对硬质合金刀具切削铝合金7050-T7451加工过程中形成的已加工表面残余应力进行了研究。使用X射线衍射应力测试技术对残余应力进行测量,得到了不同切削参数对应的残余应力值。通过考虑刃口半径的存在,阐述了已加工表面残余拉应力和压应力的产生机理,同时分析了切削速度、切削深度等参数对残余应力值的影响规律。